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關于低碳節能的論文
引言
當前,大多城市規劃研究者都關注于大城市居住區規劃設計中,對小城鎮居住區的規劃建設還處于起步階段[1,2]。小城鎮居住區的綠色生態建設和區域規劃設計把生態思想融入到設計的理念之中,將人以及自然當成是一個綜合的生態體系,包括生態規劃建設、可持續的選址、合理的土地利用和適宜的功能分區等各個方面,達到低碳節能的效果。傳統方法中,對小城鎮居住區的規劃設計主要采用建筑模型規劃設計方法,沒有很好地給出一個有效的數學模型,不能實現對低碳節能區域規劃的定量分析,由于采用經驗模式,導致城鎮居住區的規劃效果不好[3]。
針對上述問題,本文提出一種基于光照和碳排放自回歸分析的小城鎮居住區規劃設計模型,對小城鎮的生態環境和建筑景觀規劃格局進行分析,采用功能分區合并技術,設計碳排放量的自回歸分析模型,通過數學建模的方法分析小城鎮的生態功能、道路系統、景觀生物廊道、綠地分布情況的關系格局,實現小城鎮居住區規劃設計低碳節能的目的,達到綠色生態、宜居生活的效果。
1 小城鎮居住區低碳節能規劃設計策略與總體模型構建
隨著城鎮化建設的推進,對小城鎮居住區的規劃設計的重心轉到低碳節能和綠色環保化建設中。所謂的城鎮居住區的碳節能規劃設計是指在城鎮的全壽命周期內,在滿足自身的基本功能的前提下,最大限地節能、節地、節水、節材與環境保護。并堅持一定的人文建設和發展。具有低碳節能效果的小城鎮居住區規劃設計模型需要既要有良好的生態環境,又有豐富的人文環境,具有低碳環保的物質層面和人文積極向上的精神層面[4-7]。
綜上所述,以某小城鎮的居住區規劃設計為例,給出小城鎮居住區的初步規劃模型如圖1所示。
圖1中,以某市郊區的小城鎮規劃設計為例,城鎮居住區面積約100 hm2,建筑面積 48×104m2,規劃區域主要分為生活區和活動區、綠色生態區、商業區等四大區域,生活區和商業區通過充滿綠化建設的功率巧妙地連接在一起,另外還包括了居民健身娛樂區,主要包括多功能體育中心、網球訓練中心、方便快捷的多功能圖書館等。由此建筑區域設計,該小區獲得了國家“2013年中國人居環境范例獎”。本文以此為研究模型,進行數學模型構建,分析小城鎮居住區的低碳節能數學仿真模型,提高區域設計和城鎮居住區的規劃設計水平,通過量化分析為居住區的規劃設計提供指導。
2 小城鎮居住區低碳節能規劃格局分析數學模型構建
2.1問題描述
在本文設計的考慮低碳節能效果的小城鎮居住區規劃設計中,碳排放量和綠色生態的氧釋放量也是重要的參考指標。這一重要的形成條件是需要進行綠色生態景觀設計,居住區建筑規劃設計中,樓部分底層架空港式,利于形成生物廊道,同時富含了環境空間的層次。設計模型如圖2所示。
城市綠化景觀分析的主要目的是評估居住區綠化空間分布狀況及其動態變化,本文提出一種基于光照和碳排放自回歸分析的小城鎮居住區規劃設計模型,對小城鎮的生態環境和建筑景觀規劃格局進行分析,采用功能分區合并技術,設計碳排放量的自回歸分析模型,基于統計分析,對各類綠地的面積及其覆蓋率進行定量計算,景觀格局進行空間布局設計。
本文采用基于綠化斑塊合并技術的城市綠化景觀格局分析策略,實現對城市綠化景觀的光譜特征信息提取和綠化廊道分區處理,并實現與地理信息系統的有機融合,實現算法改進。
2.2考慮碳排放量和釋氧功能的規劃設計模型
在綠色植物進行碳吸收釋氧的過程中,每天不同時間段內進行碳吸收釋氧能力不同,綠地與水系以點、線、面相結合的布局模式,采用自回歸空間特征信息多維搜索,得到碳排放量收縮的迭代方程描述為:【1】
pi —綠色植物的瞬態碳吸收釋氧速度。在進行小城鎮居住區的綠化建設中,需要同時考慮如生態價值、經濟價值,以及使用價值等因素。
小城鎮居住區的綠化植物整體碳吸收釋氧的能力是在綠化植物單片葉面碳吸收釋氧能力分析的基礎上,通過對于植物作用面積的積分得到的,計算公式為:Q=P?ILAI (4)綜合考慮上述各因素,基于光照和碳排放自回歸分析,得到設計的小城鎮居住區規劃設計圖如圖3所示。最后通過測試居住區的碳排放量和節能量,進行仿真實驗,驗證本文模型的優越性。
3 仿真測試與性能分析
為了測試本文模型設計的小城鎮居住區的低碳節能性能,進行仿真測試。仿真測試中,通過采集居住區的溫度和光照強度,以及二氧化碳的排放量和居住區綠化的釋氧量進行定量分析,在設計的小城鎮居住區中,分10個測試點進行觀測時,各測試點的分布圖如圖4所示。
測試的第二個指標是居住區的光照強度,得到仿真結果如圖5所示。分析可見,本文設計規劃的小城鎮居住區,日照機會增加一倍,光照、溫度和濕度宜人,環境居住的滿意度平均提高40%,城鎮的碳排放量減少46%,通過合理規劃選址,合理的土地利用,適宜的功能分區和綠化生態建設,完成固碳釋氧的功能,凈化空氣,達到改善人居環境,提高人們生活質量的目的。
4 結論
本文提出一種基于光照和碳排放自回歸分析的小城鎮居住區規劃設計模型,城鎮居住區低碳節能規劃設計的基本設計策略包括小城鎮居住區可持續發展的建筑規劃選址、合理的土地利用、適宜的功能分區、安全便捷的交通系統。本文設計的小城鎮居住區的綠地系統由自然綠地、居住綠地、活動綠地、庭院綠地組成。通過數學模型構建和案例分析,得到本文模型得到的居住區規劃是的居民滿意度平均提高40%,城鎮的碳排放量減少46%,實現了低碳節能的效果。
參考文獻:
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